EP2126332B1

EP2126332B1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: EP2126332B1
Application number: EP08708598A
Authority: EP
Inventors: Marc-Jean Derenthal; Wolfgang Koschwitz; Johann Bayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: DE102007008863A1; JP5312350B2; JP2010519451A; US20110259299A1; CN101617117B; EP2126332A1; WO2008101791A1; CN101617117A; US9200604B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE 199 00 405 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das ein elektromagnetisches Betätigungselement mit einer Magnetspule, mit einem Innenpol und mit einem äußeren Magnetkreisbauteil und einen bewegbaren Ventilschließkörper, der mit einem einem Ventilsitzkörper zugeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, umfasst. Der Ventilsitzkörper und der Innenpol werden in einer inneren Öffnung einer dünnwandigen Ventilhülse sowie die Magnetspule und das äußere Magnetkreisbauteil am äußeren Umfang der Ventilhülse angeordnet. Zur Befestigung der einzelnen Bauteile in und an der Ventilhülse wird zuerst das in Form eines Magnettopfes ausgebildete Magnetkreisbauteil auf die Ventilhülse aufgeschoben, anschließend der Ventilsitzkörper in die innere Öffnung der Ventilhülse gepresst, so dass allein durch das Einpressen des Ventilsitzkörpers eine feste Verbindung von Ventilhülse und Magnetkreisbauteil erzielt wird. Nach dem Einbau einer axial beweglichen Ventilnadel in die Ventilhülse wird darauf folgend der Innenpol durch Einpressen in der Ventilhülse befestigt. Bei dem Verpressen des Magnetkreisbauteils auf der Ventilhülse allein durch das Einpressen des Ventilsitzkörpers besteht die große Gefahr eines möglichen Lösens der Pressverbindung. Das Einpressen des Innenpols in die Ventilhülse verursacht unerwünschte Kaltverschweißungen im Pressbereich.

Vorteile der Erfindung

Aus der US 2002/0030125 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt, das eine Ventillängsachse, einen erregbaren Aktuator zur Betätigung eines Ventilschließkörpers, der mit einer an einem Ventilsitzkörper vorgesehenen Ventilsitzfläche zusammenwirkt, und wenigstens eine Abspritzöffnung aufweist. Zudem besitzt das Brennstoffeinspritzventil mehrere metallische Bauteile, wobei insbesondere ein innerer als Kern dienender Innenpol und ein äußeres rohrförmiges Gehäusebauteil durch Pressen fest miteinander verbunden sind. Dabei bilden zwei miteinander korrespondierende unstrukturierte Flächen dieser Bauteile die Presspartner. An diesen Pressbereich schließt sich in axialer Richtung ein vertiefter Bereich an, der aufgrund der definiert festgelegten Länge des Pressbereichs entsteht und der danach wiederum in einen radial größeren Verstemmbereich übergeht. Im Verstemmbereich besitzt der Innenpol an seinem stromaufwärtigen Ende eine gerändelte Oberfläche. Das Verstemmen bzw. Crimpen in dem Verstemmbereich erfolgt mittels eines Verstemmwerkzeugs, so dass auch in diesem Bereich eine feste Verbindung von Innenpol und äußerem Gehäusebauteil erzeugbar ist.
Aus der US 2003/0141390 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das mit einem erregbaren Aktuator zur Betätigung eines Ventilschließkörpers, der mit einer an einem Ventilsitzkörper vorgesehenen Ventilsitzfläche zusammenwirkt, und mit wenigstens einer Abspritzöffnung, und mit metallischen Bauteilen, die durch Pressen fest miteinander verbunden sind, ausgestattet ist. Dabei ist der Verbindungsbereich eines als Innenpol dienenden Kerns und einer Ventilhülse derart ausgebildet, dass sich ausgehend vom Pressbereich des Kerns erst ein vertiefter Bereich und darauf folgend eine radial weiter nach außen überstehende Presslippe an der Außenkontur dieses Kerns anschließen, wobei die Presslippe derart mit der gegenüberliegenden Ventilhülse korrespondiert, dass zwischen dem Pressbereich und der Presslippe ein Hohlraum durch den vertieften Bereich gebildet ist, in dem der während des Einpressens entstehende Schmutz zurückgehalten werden kann.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich die feste Pressverbindung wenigstens zweier
metallischer Bauteile des Brennstoffeinspritzventils dadurch aus, dass beim Abgleiten der Fügepartner während des Einpressvorgangs der möglicherweise entstehende Abrieb sicher und zuverlässig zurückgehalten und in einem durch einen vertieften Bereich und eine Presslippe an der Außenkontur eines Fügepartners entstehenden Hohlraum gekammert wird. Auf diese Weise kann eine Spülung oder eine andere aufwändige Reinigung entfallen. Der im Hohlraum am vertieften Bereich gekammerte Abrieb ist sicher verwahrt und kann somit nicht in andere Bereiche des Brennstoffeinspritzventils gelangen und dort zu Funktionsbeeinträchtigungen führen.
Von Vorteil ist es, dass mit kostengünstigen Bauteilen, die als Tiefzieh- bzw. Drehteile bereitgestellt werden, Pressverbindungen zwischen metallischen Bauteilpartnern herstellbar sind, die sicher und zuverlässig über eine große Zeitdauer unter Vermeidung von Kaltverschweißungen fest und dicht halten. Dabei sind die Pressverbindungen sehr einfach und kostengünstig hergestellt, da in vorteilhafter Weise auf bekannte und üblicherweise notwendige separate Arbeitsgänge, wie Beschichten oder Einölen zum verbesserten Fügen der Bauteilpartner bzw. auf eine Erwärmung der Bauteilpartner zum Aufschrumpfen verzichtet werden kann. Wenigstens einer der Bauteilpartner weist in seinem Pressbereich eine Struktur mit Riefen auf und/oder der jeweilige Pressbereich besitzt in wenigstens einem Übergang zu einem angrenzenden Bauteilabschnitt eine Einlaufverrundung.
Durch die Ausbildung eines definierten kurzen Pressbereichs kann die Presslänge von vornherein minimiert werden. Der Pressbereich eines ersten Bauteilpartners ist erhaben gegenüber den angrenzenden Abschnitten dieses Bauteilpartners ausgebildet. Im Übergang des Pressbereichs zu den axial auf beiden Seiten folgenden Abschnitten sind dabei Einlaufverrundungen vorgesehen, die einen relativ großen Radius aufweisen. Die Radien entsprechen in vorteilhafter einer Winkeligkeit in den Übergängen von ca. 0,5° bis 1,2°.
Im Pressbereich des erste Bauteilpartners sind neben der Einlaufverrundungen 59 als zusätzliche Maßnahme furchen- bzw. rillenartige Riefen an der Oberfläche vorgesehen, durch die Zonen einer möglichen Kaltverschweißung immer wieder unterbrochen sind. Nachteilige "Fresszonen" der Pressverbindung werden so weitgehend vermieden. Außerdem reduzieren die Riefen, die z.B. umlaufen, ein hohes Übermaß, da sie beim Pressen plastisch verformt werden und sich etwas einebnen. Das erzeugte Profil aus Riefen muss jedoch eine solche Festigkeit aufweisen, dass bei geringem Übermaß die Dehnung eines zweiten Bauteilpartners noch bewirkt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Können sich die Bauteilpartner aufgrund ihrer Steifigkeit nicht dehnen oder stauchen oder sind sie vom Material her zu weich, wie z.B. weichmagnetische Chromstähle, die üblicherweise für die verschiedensten Bauteile eines elektromagnetisch angetriebenen Brennstoffeinspritzventils zum Einsatz kommen, so kommt es bei bekannten Pressverbindungen mit großer Wahrscheinlichkeit zu Kaltverschweißungen ("Fresser") während des Fügevorgangs des Einpressens, die aber durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen insbesondere an Bauteilen aus weichmagnetischem Chromstahl vermieden werden. Es kann auf aufwändige genaue und kostenintensive Bearbeitungsverfahren, wie Feinschleifen oder Honen verzichtet werden, mit denen die Bauteiltoleranzen eingeengt werden könnten und mit erheblichem Aufwand die Pressverbindungen verbessert werden könnten.
In besonders vorteilhafter Weise sind die zu verpressenden metallischen Bauteilpartner zumindest in ihren jeweiligen Pressbereichen mit einem Reiniger gewaschen. In Verbindung mit den Riefen ergeben sich im jeweiligen Pressbereich vorteilhafte Schmierstoffspeicher. Vorteilhafterweise kommen als Reiniger die korrosionsschützenden Universalreiniger SurTec® 104 oder SurTec® 089 oder Hitec® E536 der Fa. Ethyl Corp. zum Einsatz.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1: ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2: eine Detailansicht einer Ventilhülse,
Figur 3: eine Detailansicht eines Anschlussrohres,
Figur 4: eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns, wobei die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungen dem besseren Verstandnis dieren und von der Erfindung nicht umfasst sind
Figur 5: eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns mit einer ersten Ausführung einer Presslippe,
Figur 6: eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI in Figur 5,
Figur 7: eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns mit einer zweiten Ausführung einer Presslippe und
Figur 8: eine Detailansicht eines Ventilmantels in Form eines Magnettopfes.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird im Folgenden anhand von Figur 1 ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik mit seinen grundsätzlichen Baugruppen erläutert.
Das in der Figur 1 beispielhaft dargestellte, elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluss dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, hülsenförmigen und gestuft ausgeführten, z. B. ferromagnetischen Ventilmantel 5, der ein als Außenpol dienendes äußeres Magnetkreisbauteil in Form eines Magnettopfes darstellt, in Umfangsrichtung vollständig umgeben. Die Magnetspule 1, der Kern 2 und der Ventilmantel 5 bilden zusammen ein elektrisch erregbares Betätigungselement.
Während die in einem Spulenkörper 3 eingebettete Magnetspule 1 eine Ventilhülse 6 von außen umgibt, ist der Kern 2 in einer inneren, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufenden Öffnung 11 der Ventilhülse 6 eingebracht. Die z.B. ferritische Ventilhülse 6 ist lang gestreckt und dünnwandig ausgeführt. Die Öffnung 11 dient auch als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 14. Die Ventilhülse 6 erstreckt sich in axialer Richtung z.B. über mehr als die Hälfte der axialen Gesamterstreckung des Brennstoffeinspritzventils.
Neben dem Kern 2 und der Ventilnadel 14 ist in der Öffnung 11 des weiteren ein Ventilsitzkörper 15 angeordnet, der an der Ventilhülse 6 z.B. mittels einer Schweißnaht 8 befestigt ist. Der Ventilsitzkörper 15 weist eine feste Ventilsitzfläche 16 als Ventilsitz auf. Die Ventilnadel 14 wird beispielsweise von einem rohrförmigen Ankerabschnitt 17, einem ebenfalls rohrförmigen Nadelabschnitt 18 und einem kugelförmigen Ventilschließkörper 19 gebildet, wobei der Ventilschließkörper 19 z.B. mittels einer Schweißnaht fest mit dem Nadelabschnitt 18 verbunden ist. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 15 ist eine z.B. topfförmige Spritzlochscheibe 21 angeordnet, deren umgebogener und umfangsmäßig umlaufender Halterand 20 entgegen der Strömungsrichtung nach oben gerichtet ist. Die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 15 und Spritzlochscheibe 21 ist z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht realisiert. Im Nadelabschnitt 18 der Ventilnadel 14 sind eine oder mehrere Queröffnungen 22 vorgesehen, so dass den Ankerabschnitt 17 in einer inneren Längsbohrung 23 durchströmender Brennstoff nach außen treten und am Ventilschließkörper 19 z.B. an Abflachungen 24 entlang bis zur Ventilsitzfläche 16 strömen kann.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 14 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer an der Ventilnadel 14 angreifenden Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Ankerabschnitt 17. Der Ankerabschnitt 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 19 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 19 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 16 des Ventilsitzkörpers 15 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung im Ventilsitzkörper 15 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 21 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren, Laserbohren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.
Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für den Hub der Ventilnadel 14. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 14 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 19 an der Ventilsitzfläche 16 des Ventilsitzkörpers 15 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 14 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankerabschnitts 17 am stromabwärtigen Kernende ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des beispielsweise durch ein spanendes Verfahren wie Drehen hergestellten Kerns 2, der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit der Ventilhülse 6 verbunden wird.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 16 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 ein Einstellelement in der Form einer Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 14 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt. Ein Brennstofffilter 32 ist oberhalb der Einstellhülse 29 in der Ventilhülse 6 angeordnet.
Das bis hierher beschriebene Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus, so dass ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht. Diese Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die nachfolgend Funktionsteil 30 genannt wird. Das Funktionsteil 30 umfasst also im wesentlichen den elektromagnetischen Kreis 1, 2, 5 und ein Dichtventil (Ventilschließkörper 19, Ventilsitzkörper 15) mit einem nachfolgenden Strahlaufhereitungselement (Spritzlochscheibe 21) sowie als Grundkörper die Ventilhülse 6.
Unabhängig vom Funktionsteil 30 wird eine zweite Baugruppe erzeugt, die im folgenden als Anschlussteil 40 bezeichnet wird. Das Anschlussteil 40 zeichnet sich vor allen Dingen dadurch aus, dass es den elektrischen und den hydraulischen Anschluss des Brennstoffeinspritzventils umfasst. Das weitgehend als Kunststoffteil ausgeführte Anschlussteil 40 besitzt deshalb einen als Brennstoffeinlassstutzen dienenden rohrförmigen Grundkörper 42. Eine konzentrisch zur Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 43 eines inneren Anschlussrohres 44 im Grundkörper 42 dient als Brennstoffeinlass und wird von dem zuströmseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils aus in axialer Richtung vom Brennstoff durchströmt.
Eine hydraulische Verbindung von Anschlussteil 40 und Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Brennstoffeinspritzventil dadurch erreicht, dass die Strömungsbohrungen 43 und 28 beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, dass ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Bei der Montage des Anschlussteils 40 an dem Funktionsteil 30 ragt ein unteres Ende 47 des Anschlussrohres 44 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in die Öffnung 11 der Ventilhülse 6 hinein. Der Grundkörper 42 aus Kunststoff kann auf das Funktionsteil 30 aufgespritzt werden, so dass der Kunststoff unmittelbar Teile der Ventilhülse 6 sowie des Ventilmantels 5 umgibt. Eine sichere Abdichtung zwischen dem Funktionsteil 30 und dem Grundkörper 42 des Anschlussteils 40 wird beispielsweise über eine Labyrinthdichtung 46 am Umfang des Ventilmantels 5 erzielt.
Zu dem Grundkörper 42 gehört auch ein mitangespritzter elektrischer Anschlussstecker 56. An ihrem dem Anschlussstecker 56 gegenüberliegenden Ende sind die Kontaktelemente mit der Magnetspule 1 elektrisch verbunden.
In den Figuren 2 bis 8 sind metallische Bauteile des Brennstoffeinspritzventils gezeigt, die mit wenigstens jeweils einem anderen metallischen Bauteil mittels Pressen fest verbunden sind. Es zeigen Figur 2 eine Detailansicht einer Ventilhülse 6, Figur 3 eine Detailansicht eines Anschlussrohres 44, Figur 4 eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns 2, Figuren 5 bis 7 erfindungsgemäße Ausführungen des als Innenpol dienenden Kerns 2 mit Presslippen 65 und Figur 8 eine Detailansicht eines Ventilmantels 5 in Form eines Magnettopfes, wobei die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungen dem besseren Verstandnis diere und von der Erfindung nicht umfasst sind.
Um metallische Bauteile im Brennstoffeinspritzventil fest miteinander zu verbinden, bieten sich Presspassungen zwischen den beiden zu befestigenden Bauteilen an. Presspassungen führen aber allgemein in den Bauteilen zu Stauchungen oder Dehnungen plastischer oder elastischer Art, je nach Toleranzlage, Werkstoff und Bauteilgeometrie. Können sich die Bauteilpartner aufgrund ihrer Steifigkeit nicht dehnen oder stauchen oder sind sie vom Material her zu weich, wie z.B. weichmagnetische Chromstähle als besonders geeignete Edelstähle, so kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zu Kaltverschweißungen ("Fresser") während dem Fügevorgang des Einpressens. Zu beachten sind außerdem die Einbaubedingungen der Bauteilpartner. Ist die Pressverbindung z.B. im verbauten Zustand mit einem Innendruck beaufschlagt, so kann dies zu Dehnungen und Aufweitungen führen. Dabei besteht wiederum die Gefahr des Lockerns der Pressverbindung und im schlimmsten Fall des Lösens der Verbindung. Um dies zu verhindern, sollte also eine möglichst große Pressung erzeugt werden, was aber wiederum die Neigung der Bauteile zu Kaltverschweißungen erhöht. Mit aufwendigen genauen und kostenintensiven Bearbeitungsverfahren, wie Feinschleifen oder Honen können die Toleranzen selbstverständlich eingeengt werden und Pressverbindungen verbessert werden.
Ziel ist es jedoch, mit möglichst kostengünstigen Bauteilen, die als Drehteile bereitgestellt werden, Pressverbindungen zwischen metallischen Bauteilpartnern herzustellen, die sicher und zuverlässig über eine große Zeitdauer unter Vermeidung von Kaltverschweißungen fest und dicht halten. Dabei sollen die Pressverbindungen jedoch sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden, weshalb auf einen separaten Arbeitsgang des Beschichtens oder des Einölens bzw. eine Erwärmung der Bauteilpartner zum Aufschrumpfen verzichtet wird.
In der Figur 2 ist beispielhaft eine dünnwandige Ventilhülse 6 dargestellt, die sich über einen großen Teil der axialen Länge des Brennstoffeinspritzventils erstreckt und in die das Anschlussrohr 44 (Figur 3) in einem Bereich a und der Kern 2 (Figuren 4 bis 7) in einem Bereich b einpressbar sind und auf die der Ventilmantel 5 (Figur 8) in einem Bereich c aufpressbar ist.
Das Anschlussrohr 44 gemäß Figur 3 besitzt entsprechend einen äußeren Pressbereich a', der im in der Ventilhülse 6 eingebauten Zustand mit dem Bereich a zu einer Pressverbindung korrespondiert. Mit a und a' sind dabei Bereiche gekennzeichnet, die prinzipiell für einen Materialkontakt in der Pressverbindung in Frage kommen; es muss jedoch keineswegs über die gesamte Länge von a und a' die Pressverbindung zustande kommen. Das Anschlussrohr 44 soll mit einer möglichst minimalen Einpresskraft in die Ventilhülse 6 eingebaut werden. Durch die Ausbildung eines definierten kurzen Pressbereichs a' kann die Presslänge von vornherein minimiert werden. Der Pressbereich a' des Anschlussrohres 44 ist erhaben gegenüber den angrenzenden Abschnitten des Anschlussrohres 44 ausgebildet. Im Übergang des Pressbereichs a' zu den axial auf beiden Seiten folgenden Abschnitten sind dabei Einlaufverrundungen 59 vorgesehen, die einen relativ großen Radius aufweisen. Die Radien entsprechen z.B. einer Winkeligkeit in den Übergängen von ca. 0,5° bis 1,2°.
Im Pressbereich a' des Anschlussrohres 44 sind z.B. als zusätzliche Maßnahme furchen- bzw. rillenartige Riefen 61 an der Oberfläche vorgesehen, durch die Zonen einer möglichen Kaltverschweißung immer wieder unterbrochen sind. Nachteilige "Fresszonen" der Pressverbindung werden so weitgehend vermieden. Außerdem reduzieren die Riefen 61, die z.B. umlaufen, ein hohes Übermaß, da sie beim Pressen plastisch verformt werden und sich etwas einebnen. Das erzeugte Profil aus Riefen 61 muss jedoch eine solche Festigkeit aufweisen, dass bei geringem Übermaß die Dehnung der Ventilhülse 6 noch bewirkt wird.
Der Kern 2 gemäß Figur 4 besitzt entsprechend einen äußeren Pressbereich b', der im in der Ventilhülse 6 eingebauten Zustand mit dem Bereich b zu einer Pressverbindung korrespondiert. Mit b und b' sind dabei Bereiche gekennzeichnet, die prinzipiell für einen Materialkontakt in der Pressverbindung in Frage kommen; es muss jedoch keineswegs über die gesamte Länge von b und b' die Pressverbindung zustande kommen. Der Kern 2 soll beim Einpressen eine Mindestdehnung der Ventilhülse 6 hervorrufen; die maximale Einpresskraft soll jedoch begrenzt sein.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns 2 mit einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäß ausgestalteten umlaufenden Presslippe 65. Ausgehend von dem Pressbereich b' mit den Riefen 61 schließt sich in axialer Richtung über eine Einlaufverrundung 59 oder einen relativ scharfkantigen Übergang ein in der Außenkontur vertiefter, einstichartiger Bereich 64 an, der nachfolgend wiederum in einen durchmessergrößeren Bereich, der die Funktion einer Presslippe 65 hat, übergeht. Figur 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI in Figur 5 im zuvor beschriebenen Abschnitt des Kerns 2. Die Übergänge vom Pressbereich b' zum vertieften Bereich 64 und vom vertieften Bereich 64 zur Presslippe 65 können mit Einlaufverrundungen 59 (wie in Figur 4 dargestellt) versehen sein; sie können jedoch auch fasenähnlich schräg (Figur 6) oder stufenartig verlaufen.
Beim Einpressen gleiten die Fügepartner aneinander ab. Bei diesem Abgleiten kann es aufgrund der relativ weichen Materialstruktur der Bauteilpartner zu Abrieb kommen, der in nachteiliger Weise zu einer Verschmutzung des Brennstoffeinspritzventils führen kann. In vorteilhafter Weise wird durch die zusätzliche überstehende Presslippe 65 der während des eigentlichen Einpressens entstehende Schmutz zurückgehalten und in dem durch den vertieften Bereich 64 entstehenden Hohlraum gekammert. Auf diese Weise kann eine Spülung oder eine andere aufwändige Reinigung entfallen. Der im Hohlraum am vertieften Bereich 64 gekammerte Abrieb ist sicher verwahrt und kann somit nicht in andere Bereiche des Brennstoffeinspritzventils gelangen und dort zu Funktionsbeeinträchtigungen führen.
In der Figur 7 ist eine Detailansicht eines als Innenpol dienenden Kerns 2 mit einer zweiten Ausführung einer Presslippe 65 dargestellt. Diese Ausführungsform soll verdeutlichen, dass eine Anpassung des Außendurchmessers der Presslippe 65 in Abhängigkeit von der Kontur des Fügepartners, hier der dünnwandigen Ventilhülse 6 angebracht sein kann. Während die Presslippe 65 in dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Außendurchmesser aufweist, der dem des Pressbereichs b' entspricht, steht die Presslippe 65 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 7 radial über den Pressbereich b' über. Der vertiefte Bereich 64 an der Außenkontur des Kerns 2 ist dazu z.B. mit zwei Abschnitten versehen, die unterschiedlich tief sind. Die Presslippe 65 ist radial so weit ausgeführt, dass eine sichere Kammerung des beim Einpressen möglicherweise entstehenden Abriebs gewährleistet ist. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 7 steht die Presslippe 65 entsprechend der an der Ventilhülse 6 vorgesehenen Durchmesservergrößerung durch eine gegenüber dem Pressbereich b vorgenommene Aufbauchung hervor. Die Punktlinien in Figur 7 sollen schematisch andeuten, an welchen Stellen der Kern 2 im eingepressten Zustand in der Ventilhülse 6 anliegt, wodurch sich ein Hohlraum am vertieften Bereich 64 zwischen Kern 2 und Ventilhülse 6 ergibt. Die Bauteile Kern 2 und Ventilhülse 6 sind in den Figuren 5 bis 7 nur beispielhaft ausgewählt; Presslippen 65 können an allen festen Pressverbindungen wenigstens zweier metallischer Bauteile 2, 5, 6, 44 des Brennstoffeinspritzventils vorgesehen sein.
Der Ventilmantel 5 gemäß Figur 8 besitzt entsprechend einen inneren Pressbereich c', der im auf der Ventilhülse 6 aufgebrachten Zustand mit dem Bereich c zu einer Pressverbindung korrespondiert. Mit c und c' sind dabei Bereiche gekennzeichnet, die prinzipiell für einen Materialkontakt in der Pressverbindung in Frage kommen; es muss jedoch keineswegs über die gesamte Länge von c und c' die Pressverbindung zustande kommen. Im Pressbereich c' des Ventilmantels 5 sind furchen- bzw. rillenartige Riefen 61 an der Oberfläche vorgesehen, durch die Zonen einer möglichen Kaltverschweißung immer wieder unterbrochen sind. Nachteilige "Fresszonen" der Pressverbindung werden so weitgehend vermieden. Außerdem reduzieren die Riefen 61, die z.B. umlaufen, ein hohes Übermaß, da sie beim Pressen plastisch verformt werden und sich etwas einebnen. Das erzeugte Profil aus Riefen 61 muss jedoch eine solche Festigkeit aufweisen, dass bei geringem Übermaß eine ausreichende Aufweitung der Ventilhülse 6 für den Festsitz des Kerns 2 bewirkt wird. Durch die Ausbildung eines definierten kurzen Pressbereichs c' kann die Presslänge von vornherein minimiert werden. Anders als in Figur 8 dargestellt kann der Pressbereich c' des Ventilmantels 5 auch erhaben gegenüber den angrenzenden Abschnitten des Ventilmantels 5 ausgebildet sein, wodurch der maximale Pressbereich c' noch exakter definiert ist.
An der Ventilhülse 6 ist z.B. auf einer axialen Seite der Übergang des Pressbereichs c mit einer Einlaufverrundung 59 versehen, die einen relativ großen Radius aufweist. Der Radius entspricht z.B. einer Winkeligkeit in dem Übergang von ca. 0,5° bis 1,2°.
Zusätzlich zu den Maßnehmen zum Herstellen einer festen Pressverbindung wenigstens zweier metallischer Bauteile 2, 5, 6, 44 des Brennstoffeinspritzventils mit dem Vorsehen einer Struktur aus Riefen 61 im Pressbereich a, b, c, a', b', c' und/oder dem Anbringen einer Einlaufverrundung 59 in wenigstens einem Übergang von dem jeweiligen Pressbereich a, b, c, a', b', c' zu einem angrenzenden Bauteilabschnitt kann noch eine weitere Maßnahme besonders wirkungsvoll zur Verbesserung der metallischen Pressverbindung unter Vermeidung von nachteiligen Kaltverschweißungen beitragen. Im jeweils gewünschten Pressbereich a, b, c, a', b', c' wird dazu ein "trockenes Beschichten" vorgenommen, bei dem der Pressbereich a, b, c, a', b', c' in einem Waschvorgang mit einem industriellen Reiniger und einem Waschzusatz, z.B. SurTec® 104 behandelt wird. Das Waschen der dazu ausgewählten Bauteile 2, 5, 6, 44 erfolgt z.B. mittels Tauchen, Besprühen oder Beträufeln. In idealer Weise wird bei der Behandlung des Pressbereichs a, b, c, a', b', c' eine 5 - 10%-ige SurTec® 104-Lösung verwendet. Alternativ kann auch eine Hitec-Lösung (z.B. Hitec® E536 der Fa. Ethyl Corp.) mit 5 - 30%, in Prüfflüssigkeit für Einspritzaggregate gelöst, verwendet werden. Die Riefen 61 im jeweiligen Pressbereich a, b, c, a', b', c' dienen dabei als Schmierstoffspeicher.
Alternativ zum Universalreiniger SurTec® 104 kann z.B. auch der modulare Universalreiniger aus Tensidkomponenten SurTec® 089 eingesetzt werden. Dieser Reiniger mit Tensiden und Korrosionsschutzkomponenten eignet sich besonders für die Tauchreinigung. Durch die Behandlung mit solchen Universalreinigern sind die metallischen Bauteile 2, 5, 6, 44 vor der Montage bereits gereinigt und durch eine Passivierung vor Korrosion geschützt. Das Trocknen der Bauteile 2, 5, 6, 44 nach dem Waschvorgang erfolgt z.B. mittels Vakuumtrocknern.

Claims

Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (10), mit einem erregbaren Aktuator (1, 2, 17) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (19), der mit einer an einem Ventilsitzkörper (15) vorgesehenen Ventilsitzfläche (16) zusammenwirkt, und mit wenigstens einer Abspritzöffnung (27), und mit metallischen Bauteilen, die durch Pressen fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die feste Pressverbindung wenigstens zweier metallischer Bauteile (2, 5, 6, 44) des Brennstoffeinspritzventils dadurch auszeichnet, dass wenigstens der erste Bauteilpartner (2, 5, 44) in seinem Pressbereich (b', c') eine Struktur mit Riefen (61) aufweist und der jeweilige Pressbereich (b, c) des zweiten Bauteilpartners (6) in wenigstens einem Übergang zu einem angrenzenden Bauteilabschnitt eine Einlaufverrundung (59) besitzt, wobei der Pressbereich (b', c') des ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) erhaben gegenüber den angrenzenden Bauteilabschnitten ausgebildet ist, wobei die Einlaufverrundungen (59) einen Radius besitzen, der einer Winkeligkeit in den Übergängen von 0,5° bis 1,2° entspricht,
und sich ausgehend vom Pressbereich (b', c') des ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) erst ein vertiefter Bereich (64) und darauf folgend eine radial weiter nach außen überstehende Presslippe (65) an der Außenkontur dieses ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) anschließen, wobei die Presslippe (65) derart mit dem gegenüberliegenden zweiten Bauteilpartner (6) korrespondiert, dass zwischen dem Pressbereich (b, c) des zweiten Bauteilpartners (6) und der Presslippe (65) ein Hohlraum durch den vertieften Bereich (64) gebildet ist, in dem der während des Einpressens entstehende Schmutz zurückgehalten wird.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Bereich (64) einstichartig ausgeformt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge vom Pressbereich (b', c') des ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) zum vertieften Bereich (64) und vom vertieften Bereich (64) zur Presslippe (65) verrundet, fasenähnlich schräg oder stufenartig verlaufen.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Presslippe (65) dem des Pressbereichs (b', c') des ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) entspricht oder die Außendurchmesser von Presslippe (65) und Pressbereich (b', c') unterschiedlich sind.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Riefen (61) im Pressbereich (b', c') des ersten Bauteilpartners (2, 5, 44) umlaufend sind.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine dünnwandige Ventilhülse (6) als zweiter Bauteilpartner vorgesehen ist, in die als erster Bauteilpartner ein Anschlussrohr (44) und/oder ein Kern (2) eingepresst ist und/oder auf die ein Ventilmantel (5) aufgepresst ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die durch die feste Pressverbindung miteinander verbundenen metallischen Bauteilpartner (2, 5, 6, 44) aus einem Edelstahl, z.B. einem weichmagnetischen Chromstahl bestehen.